作者：王華光 劉碧波 李小平 劉劍彤 敖鴻毅 李清曼 單位：中國科學院水生生物研究所 中國科學院研究生院 河南工程學院

隨著現代經濟的迅速發展，河流污染問題日益嚴重．河流水質不僅受降水、大氣沉降等自然因素的影響，而且還受工業和城市廢水以及農田地表徑流等人文因素的影響［1］．入湖河流是湖泊的主要水量來源，也是污染物進入湖泊的主要通道，大部分點源與面源污染物通過入湖河流進入湖泊［2］．控制入湖河流污染是削減湖泊污染的重要途徑［3］．自1970s以來，滇池水體及入湖河道水質不斷惡化，富營養化程度不斷加劇．近年來隨著治理工作的加強，點源污染得到一定控制，但滇池水體及主要入湖河流水質仍處于Ⅴ類或劣Ⅴ類［4-6］．本文通過對滇池一條重要入湖河流———新運糧河的下游及入湖口水質進行長期監測，分析入滇池河道各月份水質變化，尤其是雨季和旱季污染物濃度的差異，為滇池流域河流入湖污染控制提供依據．于一雷等［7］研究發現密云水庫入庫污染物主要來自汛期，豐水期河流水體營養鹽濃度高于枯水期，這一結果與一些學者對滇池流域［5］、渾河流域［8］、閩江流域［9］以及新運糧河進行研究發現的變化規律相反．其中王自林等［5］對滇池不同入湖河道污染物季節變化進行研究，發現流經昆明主城區的河流旱季污染物濃度明顯高于雨季，與本文結果相同．國內外關于河岸帶生態修復的研究很多［10-18］．河岸帶是河流生態系統的重要組成部分，是河流水體與近岸陸地之間物質和能量交換的紐帶，對河流生態平衡起到重要作用．傳統的河岸多采用漿砌石塊或混凝土方式切斷了水體與近岸陸地的聯系，破壞水生生態系統結構與功能，河流對外源污染負荷的抗沖擊能力減弱［19］．相對于傳統的護岸方式，各種河岸帶生態修復措施能不同程度地恢復河流自凈功能［11，20］．研究滇池流域入湖河流污染物濃度的季節變化特征及河岸帶修復在重污染河流中的應用效果，能夠為有效地治理入滇池河流、保護滇池生態環境、改善城市生態環境提供依據．

1研究區域與方法

1.1研究區域概況

新運糧河是一條重要的滇池入湖河流，是昆明市主城區西部最長的防洪、排澇河道，主河道全長21km，含15條主要支流，全段無沿河截污管，各種入河排污口323個，河流流量小，流速較小，河段不同水期污染程度不同，豐水期的水質好于枯水期．由于河流兩岸不斷注入大量污染物，同時在河道整治過程中忽視了河道整體的生態治理和修復，河段水質不斷惡化［21］，水體發黑、發臭，基本喪失了使用功能．研究選取下游至入湖口的2km河段，該河段屬于緩流、滯流型水體，水位落差小，水流緩慢，且時常受滇池水頂托，長期處于黑臭狀態，水中基本沒有水生植物．前后共設6個采樣點(圖1)，涵蓋兩種堤岸類型及入湖口．其中，1#點和2#點之間的河段進行了河岸帶生態修復建設，在原有混凝土堤岸內側，使用木樁泥土護岸方式，填土后種植水生植物．4#點和5#點之間的河段以直立混凝土護岸為主，由于失去棲息地，無水生植物生長．

1.2采樣與分析方法

2009年10月至2011年4月于上述采樣點采集水樣，現場用YSI550A測定溫度(T)、溶解氧(DO)，用YSI60測定pH，用薩氏盤測定透明度(SD)．采集500ml水樣裝瓶，回實驗室12h內測定其他理化指標．總磷(TP)、銨氮(NH4-N)、化學需氧量(CODCr)分別采用鉬酸銨分光光度法、納氏試劑法和重鉻酸鉀法測定．由于水體污染嚴重，總氮(TN)含量很高，嚴格按照《水和廢水監測分析方法》中的總氮測定方法無法準確測定其濃度，導致2009年10月、12月和2010年4月的總氮測定結果偏小，該部分數據做缺失處理．2010年6月開始采用修改后的總氮測定方法［23］，先取適量水樣加入螺口消解管內，加堿性過硫酸鉀氧化，氧化后水樣用酚二磺酸法測硝態氮含量，最后換算成水樣中總氮濃度．該方法能更準確地測得水中總氮的濃度．數據分析采用單因子水質標識指數法［24］來探討主要污染物及其污染程度．利用Origin8．0軟件進行作圖．

2結果與討論

2.1河段營養鹽濃度的季節變化

各采樣點NH+4-N，TN，TP，CODCr含量均有明顯季節變化，且變化趨勢相似(圖2)．2009年12月到2010年4月各指標值增大，在4月或6月出現最大值，之后逐漸降低，到10月出現最低值，之后又升高．第二個高峰值顯著低于第一個高峰值．2011年3月各指標值低于前后兩次監測數據，可能是采樣前降雨、滇池蓄水后水質較好的草海水回灌造成的．NH+4-N由2010年4月最高值71．97mg/L迅速降至6月份的13．68mg/L，之后繼續降低，10月到達最低值．TN變化與NH+4-N一致，從6月份的15．4mg/L持續下降至10月達到最低值8．11mg/L．TP由4月最高值7．36mg/L快速降至6月份最低值達到0．84mg/L，然后在1．00mg/L左右小幅變化．CODCr值變化與TP變化趨勢一致，由4月份的138．07mg/L降至35．73mg/L，之后變化緩慢．本文對新運糧河的水質季節變化的研究結果與王自林等［5］對滇池主要入湖河道水體氮磷污染物濃度變化的研究結果一致:流經城區的河流水質較差，且雨季污染物濃度低于旱季．說明面源污染對流經城區的河流水質影響較小，在降水量較大的雨季，河道補水會顯著降低河流污染物濃度．上游大量生活污水及工業污水是河水中營養鹽的主要來源．監測河段較短，除4#點前段有條支流帶來大量污染物，無其他明顯的污染源．各指標濃度變化主要受降雨的影響，滇池流域雨季主要受季風緩流控制，具有明顯的季節性，多年平均降雨量為1035．3mm，雨季(5－10月)降雨量占83%．11月至次年4月是滇池周邊地區的旱季，降水量少，新運糧河雨水補給少，污染物不能得到稀釋，各指標濃度較高．2010年4月因西南大干旱而導致各指標濃度偏高，出現高峰值，之后雨季到來，大量雨水進入河流，各指標濃度快速降低．河流水質變化不僅受降水量影響，不同時期溫度差異也是影響水質的重要因素．微生物的凈化功能是河段水體自凈的重要組成部分．溫度對硝化反應有重要影響，當溫度低于15℃時，硝化反應明顯受到抑制［25］．冬季氣溫低(12月水溫約為14℃)，水體中微生物活性降低，代謝活動減弱，銨態氮等化合物轉化效率降低，有機化合物消耗量降低，致使水體中各污染物濃度較高．夏季氣溫升高(8月水溫約為24℃)，微生物活性升高，有利于水體中的銨態氮轉化為硝態氮和亞硝態氮［26］，進一步以氮氣的形式離開水體，同時有機污染物去除量也升高．因此溫度差異是造成冬季河段各污染物濃度高于夏季的一個重要因素．河水溶解氧也是影響水質的重要因素．監測河段由于河水污染嚴重，透明度低(SD≤40cm)，溶解氧低(DO＜1．0mg/L)，水生生態系統結構與功能受到嚴重破壞．有機物污染嚴重的河流，水中硝化細菌等好氧微生物進行代謝反應消耗水中氧氣，其耗氧速率大于水體復氧速率，導致水中的溶解氧含量下降，甚至消耗殆盡而出現無氧狀態，有機物也主要以厭氧降解和缺氧降解的方式進行［27］．細菌厭氧分解產生氨、硫化氫、揮發性有機酸等惡臭物質，以及鐵、錳的硫化物等黑色物質，是河水發黑、發臭的原因之一．雨季期間流入河流的雨水含豐富的氧氣，使好氧微生物代謝加強，有利于水質改善．近年來隨著滇池流域治理投資的增加，上游污染源截污工作的加強，污染嚴重的工業全部遷出該流域，生活污水直接向河道排放的量也減少，上游污染負荷降低，導致后期各指標與過去同期相比有所改善．